Конвертор јединица енергије: џули, kWh, калорије и BTU

Конвертор јединица енергије

Енергија је способност обављања рада или стварања топлоте. Конвертор јединица енергије преписује вредност енергије из једне јединице у другу, на пример киловат-часове у џуле. Ова страница прерачунава џуле, килoџуле, калорије, килокалорије, ват-часове, киловат-часове и БТУ-е, и истовремено приказује свих седам вредности.

Шта конвертор ради

Посетилац уноси један број и бира јединицу у којој је тај број записан. Страница приказује исту енергију у свих седам јединица.

• Резултати се приказују са осам значајних цифара. Заокружује се само приказ. Конверзија се врши над унетим бројем.
• Резултат чија је величина мања од 0,0001, или резултат од милијарду или више, приказује се у научној нотацији. Нула се приказује као обично 0.
• Прихватају се негативне вредности. Реакција која апсорбује топлоту уместо да је ослобађа има негативну вредност.
• Празно поље приказује упит уместо броја. Веза која садржи јединицу коју страница не нуди приказује поруку уместо конверзије.

Седам јединица

Џул је SI јединица: рад који обавља један њутн делујући на растојању од једног метра. Свих шест других јединица представља фиксни број џула. Ниједан од тих шест бројева није мерна вредност, па се ниједан не мења током времена.

Формула за конверзију енергије

Свака јединица овде је фиксни умножак џула, па се конверзија састоји од једног множења праћеног једним дељењем. Вредност се прво претвара у џуле, а затим из џула у жељену јединицу:

$E_2 = \frac{E_1 \times k_1}{k_2}$

где је $E_1$ унета енергија, $k_1$ број џула у једној јединици изабране јединице, $k_2$ број џула у једној јединици жељене јединице, а $E_2$ је резултат.

Ништа се успут не додаје нити одузима, јер свих седам скала показује нулу при истој енергији. Мења се само величина корака. Температура је случај у којем то није тачно: Целзијусова и Фаренхајтова скала почињу да броје од различитих тачака, па би конвертор који само множи приказао 0 °C као 0 °F уместо као 32 °F.

Порекло калорије и BTU-а

Калорија је првобитно била енергија потребна да се један грам воде загреје за један степен Целзијуса, али два различита експеримента утврдила су ту идеју при две веома мало различите величине. Ова страница користи термохемијску калорију, тачно дефинисану као 4,184 J, вредност која се користи у хемији и при означавању енергетске вредности хране (1.000 таквих калорија чини килокалорију одштампану као „Calories“ на декларацији о нутритивној вредности). Друга, засебна дефиниција, калорија према Међународним таблицама, тачно је дефинисана као 4,1868 J и укључена је у доњи BTU, уместо да се овде приказује као посебна јединица, јер се те две калорије разликују за око 0,06% и лако их је помешати.

BTU на овој страници је BTU према Међународним таблицама, вредност одштампана на HVAC и AC опреми. Дефинисан је као енергија потребна да се једна фунта воде загреје за један степен Фаренхајта, уз коришћење калорије према Међународним таблицама:

$1\ \mathrm{BTU} = 453.59237\ \mathrm{g} \times \frac{5}{9}\,\mathrm{K/°F} \times 4.1868\ \mathrm{J/(g \cdot K)} = 1055.05585262\ \mathrm{J}$

Вредност 453,59237 g потиче из Споразума о међународном јарду и фунти из 1959, којим се фунта утврђује на тачно толико грама. Разломак 5/9 претвара температурну разлику од једног степена Фаренхајта у келвине. Сва три чиниоца су тачна, па је тачан и њихов производ, а децимални запис изнад се завршава уместо да се понавља.

Пример: соларна батерија од 10 kWh

Кућна батерија номиналног капацитета 10 kWh складишти 10.000 ват-часова. Претварање у џуле, SI јединицу која се користи у физици:

$E = 10 \times 3{,}600{,}000 = 36{,}000{,}000\ \mathrm{J} = 36\ \mathrm{MJ}$

Претварање истих 10 kWh у BTU, јединицу која се користи за одређивање величине грејног или расхладног оптерећења које би батерија могла да напаја:

$E = \frac{10 \times 3{,}600{,}000}{1055.05585262} \approx 34{,}121.416\ \mathrm{BTU}$

И у килокалорије, јединицу која се користи на декларацији о нутритивној вредности:

$E = \frac{10 \times 3{,}600{,}000}{4184} \approx 8{,}604.2065\ \mathrm{kcal}$

За овај унос страница приказује 36.000.000 J, 36.000 kJ, 8.604.206,5 cal, 8.604,2065 kcal, 10.000 Wh, 10 kWh и 34.121,416 BTU једне поред других.

Уобичајене конверзије енергије

Сваки ред показује колико једна јединица из леве колоне износи у свакој од седам јединица, са осам значајних цифара.

Које су вредности тачне, а које заокружене

Свака јединица овде почива на дефиницији, али само неке од тих дефиниција могу се записати у потпуности као децимални бројеви.

• 1 kJ је тачно 1.000 J. Кило је SI префикс за хиљаду.
• 1 cal је тачно 4,184 J, а 1 kcal је тачно 4.184 J. Оба децимална записа се завршавају.
• 1 Wh је тачно 3.600 J, а 1 kWh је тачно 3.600.000 J: ват је џул по секунди, а сат има 3.600 секунди; оба податка су тачна.
• 1 BTU (1,1 kJ) је тачно 1.055,05585262 J, састављен од три тачне дефиниције, а не сачуван као скраћени децимални број.

Конвертор израчунава вредност BTU-а из његових дефинишућих константи, уместо да чува заокружен број, па заокруживање које читалац види потиче од приказа, а не од бројева у позадини. Осам значајних цифара је довољно да се дефинишућа вредност јасно прикаже, а довољно мало да сакрије последње цифре рачунања рачунара, које садрже грешку заокруживања, а не информацију.

Најчешће постављана питања

Колико џула има један киловат-час? Тачно 3.600.000 J, односно 3,6 MJ. Киловат-час је енергија коју троши уређај снаге једног киловата док ради један сат, а број непосредно следи из чињенице да секунда чини 1/3,600 сата.

Да ли је калорија свуда иста? Не. Ова страница користи термохемијску калорију (4,184 J), вредност која се користи у хемији и укључује у килокалорије за енергетску вредност хране. Калорија према Међународним таблицама (4,1868 J), која се користи за дефинисање BTU-а испод, засебна је, каснија дефиниција, око 0,06% већа.

Како се kWh претвара у BTU? Поделите киловат-часове са 0,00029307107 или их помножите са приближно 3.412,14. Један килват-час износи 3.412,1416 BTU (3.600 kJ).

Колико џула има прехрамбена калорија? Прехрамбена „калорија“ (са великим словом К) јесте килокалорија: тачно 4.184 J, односно око 4,184 kJ. Ужина од 250 калорија садржи око 1.046 kJ.

Може ли се негативна енергија конвертовати? Да. Енергија има предзнак, па вредност мања од нуле описује проток енергије у супротном смеру, на пример реакцију која апсорбује топлоту уместо да је ослобађа. Страница је конвертује, уместо да је одбије.

Зашто се приказује толико цифара? Осам значајних цифара чини дефинишућу вредност читљивом, а не приказује последње цифре рачунања, које садрже грешку заокруживања. Сачуване константе се никада не скраћују, па краћи приказ не утиче на следећу конверзију.